大連海事大學(xué)成功建造我國(guó)首艘燃料動(dòng)力電池游艇

日前，大連海事大學(xué)在綠色航運(yùn)領(lǐng)域又傳來好消息，學(xué)校新能源船舶動(dòng)力技術(shù)研究院牽頭建造的艘燃料電池游艇“蠡湖”號(hào)通過試航，標(biāo)志著我國(guó)燃料電池在船舶動(dòng)力上的實(shí)船應(yīng)用邁出關(guān)鍵一步。

近年來，燃料電池在汽車上的應(yīng)用得到迅猛發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，但想應(yīng)用在船舶上，還需要解決諸多安全與技術(shù)問題。海大的研究團(tuán)隊(duì)依托多年來的研究積累，先后解決了船舶氫氣加注、氫氣瓶組輕量化、涉氫安全設(shè)計(jì)、船用燃料電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)、船舶混動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等技術(shù)難關(guān)。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的燃料電池游艇船長(zhǎng)13.9m，采用70KW燃料電池及86KWH的鋰電池組成混合動(dòng)力，設(shè)計(jì)船速18km/h，續(xù)航180km，可載乘員10人。船型及動(dòng)力等接近于國(guó)外的對(duì)標(biāo)船型，而對(duì)于電動(dòng)船最為關(guān)鍵的續(xù)航指標(biāo)已略有優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過半個(gè)多月的海上調(diào)試，該船各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，順利通過試航。

“我們的測(cè)試驗(yàn)證了燃料電池作為船舶動(dòng)力的實(shí)用性，船體運(yùn)行過程平穩(wěn)、安靜、舒適，也證實(shí)其在游艇等對(duì)體驗(yàn)感要求較高的船型上具有獨(dú)特的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。”大連海事大學(xué)新能源船舶動(dòng)力技術(shù)研究院楊國(guó)剛教授說。

燃料電池未來在船舶上大規(guī)模應(yīng)用，還要解決成本、安全、系統(tǒng)船舶適用性等諸多問題。楊國(guó)剛呼吁更多的人關(guān)注燃料電池船舶，共同推動(dòng)我國(guó)燃料電池船舶的發(fā)展。

燃料電池船歷史簡(jiǎn)介：

2020年初，比爾蓋茨支付了6.45億美元（約合人民幣45.2億元），委托一家豪華游艇制造商為他定做一艘屬于他自己的搭載日本豐田燃料電池驅(qū)動(dòng)的超豪華游艇。

游艇長(zhǎng)370英尺（約合113米），由五層甲板組成，能容納14名客人、31名船員，還配備有健身房、瑜伽室、美容室、室等設(shè)施，后甲板上還有游泳池。在游艇上可以通過玻璃面板看到氫燃料箱，它由兩個(gè)28噸重的真空密封罐組成，并被冷卻至零下253攝氏度。液氫燃料可以在一種特殊的燃料電池中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種燃料電池將氫轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)釋放出可以安全泵入海洋的水。不過，船上還同時(shí)配備有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，作為后備。

而全球第一艘把燃料電池作為動(dòng)力系統(tǒng)的船舶試驗(yàn)項(xiàng)目叫“FellowShip”，在挪威和德國(guó)資金支持下順利實(shí)施，并由DNV（挪威船級(jí)社）對(duì)燃料電池的安全和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了核查和認(rèn)定，亦藉此制定出全球首個(gè)船用燃料電池入級(jí)認(rèn)證規(guī)范。這個(gè)320千瓦功率的全尺寸燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)，被安裝到一艘在北海運(yùn)營(yíng)的海洋工程供應(yīng)船“VikingLady”號(hào)上，這亦是全球首艘通過燃料電池技術(shù)，實(shí)現(xiàn)船上發(fā)電試驗(yàn)的營(yíng)運(yùn)船舶。

燃料電池船的示范與應(yīng)用現(xiàn)狀：

歐盟、德國(guó)、美國(guó)、挪威、日本等先進(jìn)國(guó)家和地區(qū)在船用氫燃料電池推進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，已實(shí)現(xiàn)船用氫燃料電池動(dòng)力推進(jìn)裝置的示范及應(yīng)用，進(jìn)入推廣應(yīng)用階段。國(guó)外主要船用燃料電池推進(jìn)技術(shù)示范項(xiàng)目如表1所示。

歐盟：在2007年資助世界上第一個(gè)商業(yè)客輪ZEMships項(xiàng)目，該船采用混合動(dòng)力推進(jìn)方式，整合了兩個(gè)峰值功率48kW的氫燃料電池和560V的鉛蓄電池，可運(yùn)送100名乘客。

德國(guó)：在2008年研制出100客“Alsterwasser”號(hào)氫燃料電池游船，其采用氫燃料電池動(dòng)力推進(jìn)裝置作為主推進(jìn)動(dòng)力，功率達(dá)到100kW，最高航速可達(dá)到14km/h，目前實(shí)現(xiàn)載客共14000余名。

法國(guó)：在2017年建成氫–風(fēng)–光動(dòng)力船“EnergyObserver”號(hào)，該船長(zhǎng)30m，重20t，采用氫燃料電池系統(tǒng)22kW。

荷蘭：在2009年建成100客“FuelCellBoatAmsterdam”用于運(yùn)河旅游事業(yè)，該船配備60~70kW氫燃料電池系統(tǒng)，采用高壓氫氣提供氫燃料，能夠以7節(jié)（1節(jié)=1nmile/h）航速航行9h。

美國(guó)：在2018年6月25日宣布，將在海灣地區(qū)建造第一艘氫燃料電池渡輪。該渡輪載客84名，電力推進(jìn)動(dòng)力功率是2×300kW，長(zhǎng)21m，鋁質(zhì)船體，航速為22節(jié)。

挪威：在2009年與瓦錫蘭集團(tuán)、MTU船級(jí)社合作研制出著名的氫燃料電池海面補(bǔ)給船“VikingLady”號(hào)，該氫燃料電池系統(tǒng)功率為320kW，燃料為液化天然氣，是全球第一艘投入運(yùn)營(yíng)的氫燃料電池工程船舶。

日本：在2015年下水試航首款氫燃料電池漁船，該漁船全長(zhǎng)12.5m，可乘坐12人，可搭載450L氫燃料，最高速度可達(dá)37km/h。燃料電池與氫能觀察